第三章再生与修复LOGO引言1234“耗”“损”吸收清除再生性修复瘢痕性修复修复(repair):当组织细胞出现“耗损”时,机体进行吸收清除,并以实质细胞再生和(或)纤维结缔组织增生的方式加以修补恢复的过程,称为修复。一个前提和三个要素:LOGO再生(regeneration)指为修复“耗损”的实质细胞而发生的同种细胞的增生。第一节再生性修复增生修复同质LOGO消化道粘膜上皮再生再生的种类生理性再生表皮角化脱落月经期子宫内膜再生病理性再生表皮II度烫伤骨组织坏死或骨折腺上皮损伤第一节再生性修复在生理情况下,有些细胞和组织不断老化、凋亡,由新生的同种细胞和组织不断补充,始终保持着原有的结构和功能,维持组织、器官的完整和稳定在病理状态下,细胞和组织坏死或缺损后,如果损伤程度较轻,损伤的细胞又有较强的再生能力,则可由损伤周围的同种细胞增生、分化,完全恢复原有的结构功能LOGO第一节再生性修复不同种类的细胞,其细胞周期的时程长短不同,在单位时间内可进入细胞周期进行增殖的细胞数也不同,因此具有不同的再生能力。细胞周期:间期:G1期、S期、G2期分裂期:M期LOGO(1)不稳定细胞(labilecells)再生能力很强,不断随细胞周期循环而增生分裂。生理情况下增殖活跃,通过再生能达到完美的修复如表皮细胞、呼吸道和消化道粘膜被覆细胞、生殖器官管腔的被覆细胞、淋巴造血细胞等。各种细胞的再生能力:第一节再生性修复LOGO(2)稳定细胞(Stablecells)生理情况下增殖不明显,受刺激时可表现出较强再生能力有较强潜在再生能力。受损伤即由G0进入G1,有完美修复的可能腺体,腺样器官肝、胰、涎腺、内分泌腺、汗腺、皮脂腺、肾小管上皮、原始间叶细胞及其分化出来的细胞平滑肌,成软骨细胞也属稳定细胞,但再生能力弱。第一节再生性修复LOGO(3)永久性细胞(permanentcells)出生后就不再具有分裂增生的能力,几乎没有再生能力,受损伤后由瘢痕修复,神经细胞,骨骼肌细胞,心肌细胞神经纤维再生能力活跃第一节再生性修复LOGO不稳定细胞表皮细胞呼消粘膜被覆细胞生殖管腔被覆细胞造血、淋巴、间皮稳定细胞肝脏、胰腺大量腺体肾小管上皮细胞间叶细胞等永久细胞神经元细胞骨骼肌细胞心肌细胞不同生物的细胞周期时间不同,同一系统中不同细胞的周期也有所差异(低等高等;幼稚高分化)第一节再生性修复LOGO干细胞(stemcell)是个体发育过程中产生的具有无限或较长时间自我更新和多向分化能力的一类细胞干细胞可分为胚胎干细胞(embryonicstemcell,ESC)成体干细胞(adultstemcell)诱导性多能干细胞(inducedpluripotentstemcells,iPSCs)第一节再生性修复LOGO(一)上皮组织的再生1.被覆上皮的再生皮肤复层鳞状上皮损伤,但未破坏基底膜和毛球,受损处干细胞再生,向缺损部伸展,形成单层上皮覆盖缺损表面,再增生分化为复层鳞状上皮。粘膜覆盖上皮损伤,复层鳞状和移行上皮同上,单层柱状是由邻近基底层细胞增生修补,由立方柱状。常见组织的再生过程:取决于细胞再生能力的强弱,也依赖于组织结构,特别是基底膜、实质细胞支架结构的完好程度。第一节再生性修复LOGO上皮组织的再生被覆上皮再生:如果基底膜(结缔组织)完整,可完全再生腺上皮:也取决于基底膜的完整性。不完美的修复最终导致瘢痕形成肝再生:部分切除,可短期内恢复细胞坏死但网状支架完整,可恢复细胞广泛坏死,网状支架塌陷,胶原纤维形成,结构难以恢复第一节再生性修复LOGO上皮组织的再生(二)2.腺体上皮的再生基底膜完整—由残存腺上皮细胞分裂增生,沿基底膜排列,完全恢复原有的结构。基底膜破坏—难以再生性修复—瘢痕性修复第一节再生性修复LOGO肝的再生(一)肝的再生:肝细胞坏死,但肝小叶网状支架完整—残存肝细分裂增生,沿支架延伸,恢复原有结构。第一节再生性修复LOGO肝的再生(二)坏死广泛,网架塌陷,网状纤维胶原化反复坏死、炎性刺激,肝细胞再生和纤维组织增生同时出现,肝细胞的再生被塌陷的网状支架和增生的纤维组织阻隔,呈结构紊乱的结节状,不能恢复原有的小叶结构和功能,实质是瘢痕性修复。第一节再生性修复LOGO(二)纤维结缔组织的再生第一节再生性修复静止纤维细胞或原始间叶细胞纤维母细胞分泌前胶原蛋白,在细胞周围形成胶原纤维,细胞逐渐成熟纤维细胞纤维结缔组织损伤属再生性修复实质细胞(上皮、肌肉、软骨)损伤,又不能再生,属瘢痕性修复LOGO(三)血管的再生1、小血管的再生:主要以毛细血管再生为起点,毛细血管主要以出芽方式再生。基底膜在蛋白分解酶的作用下溶解,残存的内皮C肿胀、分裂增生,形成实性内皮细胞条索向损伤处延伸—血流的冲击出现管腔—形成再生毛细血管—互相吻合形成毛细血管血管网。内皮细胞分泌IV型胶原和粘连蛋白等形成基底膜,完全恢复cap结构和功能。有些毛细血管可改建为小动脉或小静脉,由管外纤维母细胞分泌III型胶原和基质,其自身转变为血管外膜细胞(周细胞),局部原始间叶细胞增生分化成平滑肌细胞形成血管平滑肌层。2、大血管的再生:大血管的断裂—手术吻合—内皮细胞增生、分裂、会合,恢复结构与功能(再生性修复);平滑肌再生能力弱,瘢痕修复。第一节再生性修复LOGO第一节再生性修复LOGO(四)神经组织的再生1、神经细胞的再生神经细胞损伤后,不能再生修复,由神经胶质细胞及纤维填补形成胶质瘢痕。2、神经纤维的再生外周神经受损后,如与其相连的神经细胞仍存活,可再生性修复。若断离两端相差远---再生的轴突与增生结缔组织混杂---形成创伤性神经瘤。第一节再生性修复LOGO第一节再生性修复LOGO(五)骨组织的再生:再生能力强,骨膜上C(原始间叶C和纤维母C)增生-骨母C-类骨组织-钙盐沉着-骨小梁(六)其他组织的再生1、软骨组织的再生(弱,常瘢痕):软骨膜中幼稚C分化-软骨母C-形成基质,变为软骨C2、脂肪组织的再生:脂C或原始间叶C增生分化,小脂滴-大脂滴-脂肪细胞;太大,瘢痕修复。3、骨骼肌组织的再生:弱,肌膜未破坏-再生;损伤-瘢痕。4、平滑肌组织的再生:弱,小血管-再生;大血管胃肠道-瘢痕。5、心肌组织的再生:无,瘢痕6、腱组织的再生:初期瘢痕,按功能改建后,胶原纤维按原来肌腱纤维方向排列,恢复结构功能,完全再生第一节再生性修复LOGO瘢痕性修复或称不完全性修复,是在组织细胞不能进行再生性修复的情况下,由损伤局部的间质新生的肉芽组织溶解吸收异物并填补缺损,继之肉芽组织逐渐成熟,转变为瘢痕组织,使缺损得到修复。一、肉芽组织(granulationtissue)是新生的富含毛细血管的幼稚阶段的纤维结缔组织。成分:纤维母细胞、毛细血管及一定数量的炎性细胞等有形成分组成。纤维性修复第二节瘢痕性修复LOGO大体观:鲜红色、颗粒状、柔软湿润,似鲜嫩的肉芽。(一)肉芽组织(granulationtissue)第二节瘢痕性修复LOGO第二节瘢痕性修复镜下观:1、大量新生的毛细血管平行排列,与表面相垂直,并在近表面处互相吻合形成弓状突起,故肉眼呈现鲜红色细颗粒状。2、新增生的纤维母细胞散在分布于毛细血管网络之间,很少有胶原纤维形成。3、多少不等的炎性细胞浸润于肉芽组织之中。LOGO肉芽组织示意图毛细血管成纤维细胞炎性细胞纤维组织LOGO第二节瘢痕性修复LOGO肉芽组织作用:1.抗感染及保护创面。2.填补创口及其他组织缺损。3.机化或包裹坏死、血栓、炎性渗出物及其他异物。机化(organization):是指由新生的肉芽组织吸收并取代各种失活组织或其他异物的过程。最后肉芽组织成熟,转变为纤维瘢痕组织。包裹(encapsulation):是一种不完全的机化,即在失活组织或异物不能完全被机化时,在其周围增生的肉芽组织成熟为纤维结缔组织形成包膜,将其与正常组织隔离开。第二节瘢痕性修复LOGO肉芽组织的结局或成熟过程:损伤后2-3d内出现,1-2w逐渐成熟:水分逐渐吸收;炎性细胞减少并逐渐消失;毛细血管闭塞、数目减少,按正常功能需要仅少数毛细血管管壁增厚,转变成小动脉或小静脉;纤维母细胞产生越来越多的胶原纤维,同时纤维母细胞数目逐渐减少、胞核变细长而深染,成熟为纤维细胞。随胶原纤维量增多,发生玻璃样变,细胞和毛细血管更少。至此,肉芽组织成熟为纤维结缔组织并转变为瘢痕组织。第二节瘢痕性修复LOGO•LOGO二、瘢痕组织(scar):指肉芽组织成熟转变而来的老化阶段的纤维结缔组织。形态特点大体:局部呈收缩状态,颜色苍白或灰白半透明,质硬韧,缺乏弹性第二节瘢痕性修复LOGO形态特点镜下:大量平行或的交错分布胶原纤维束组成。呈均质红染状,纤维细胞少,核细长深染,小血管稀少第二节瘢痕性修复LOGO瘢痕组织对机体的影响有利影响★瘢痕收缩瘢痕性粘连瘢痕组织增生过度瘢痕组织增生过度突出于皮肤表面并向周围不规则的扩延,称为瘢痕疙瘩(keloid)。维持组织器官的完整性保持组织器官的坚固性不利影响★第二节瘢痕性修复LOGO瘢痕性粘连第二节瘢痕性修复瘢痕疙瘩LOGO创伤愈合(Woundhealing):是指机体遭受外力作用,皮肤等组织出现离断或缺损后的愈复过程,包括了各种组织的再生和肉芽组织增生、瘢痕形成的复杂组合,表现出各种修复过程的协同作用。基本过程包括伤口的早期变化(坏死、出血、验证、凝块)、伤口收缩(缩小创面、肌纤维母细胞牵拉)、肉芽组织增生和瘢痕形成、表皮及其他组织再生。创伤愈合第三节创伤愈合LOGO一期愈合(primaryhealing):组织缺损少,创缘整齐,无感染,创面对合严密,无异物的创口。皮肤软组织创伤愈合类型第三节创伤愈合LOGO二期愈合(secondaryhealing):组织缺损大,创缘不整、哆开、无法整齐对合,或伴有感染的创口。第三节创伤愈合LOGO痂下愈合(healingunderscar):伤口表面的血液、渗出物及坏死组织干燥后形成硬痂,在痂下进行上述愈合过程。第三节创伤愈合LOGO一期愈合术后两周术后两年•第三节创伤愈合LOGO二期愈合术后两年(丝线残留)第三节创伤愈合LOGO骨折(fracture)分为外伤性骨折和病理性骨折。其愈合过程为:1.血肿形成:骨折处大量出血---形成血肿---血肿凝固(可伴有炎症反应)。2.纤维性骨痂形成:肉芽组织取代血肿---机化---形成纤维性骨痂—透明软骨。3.骨性骨痂形成:纤维性骨痂—类骨组织和软骨组织—钙盐沉着—骨性骨痂形成。4.骨痂改建:骨性骨痂—改建成板层骨,恢复骨皮质和髓腔的正常关系—骨折愈合。第四节骨折愈合LOGO软骨和骨组织再生软骨膜增生幼稚细胞软骨母细胞软骨基质软骨细胞产生埋入纤维性骨痂肉芽组织纤维组织透明软骨骨母细胞类骨组织编织骨板层骨Ca++沉积第四节骨折愈合LOGOLOGO影响骨折愈合的因素:1.骨折断端及时、正确的复位。2.骨折断端及时、牢靠的固定。3.早日进行全身和局部功能锻炼,保持局部良好血液供应。第四节骨折愈合LOGO一、生长因子(growthfactors):细胞受损伤因素刺激,释放生长因子刺激同类细胞或同一胚层发育来的细胞增生与分化,促进修复。血小板源性生长因子(PDGF)、纤维母细胞生长因子(FGF)、角化细胞生长因子(KGF)、表皮生长因子(EGF)、转化生长因子(TGF)、血管内皮生长因子(VEGF)。二、细胞外基质(extracellularmatrix,ECM)不仅是把细胞连接在一起的连接物与支持物,决定着细胞的形态,还通过信号传递等控制细胞生长、分化,在器官发生、再生修复方面也有重要作用。胶原蛋白、蛋白多糖、粘连糖蛋白三、信号转导系统PI3K通路、PLC/PKC通路、FAK/Src通路、MAP激酶通路四、细胞周期的调节第五节再生修复的分子机制LOGO本研究内容较为前沿:相关研究领域共获得4项诺贝尔奖:1、1999德国细胞及分子生物学家GuenterBlobel发现----“细胞信号蛋白质